Une étude financée par le NIH et dirigée par le Worcester Polytechnic Institute (WPI) vise à utiliser l’intelligence artificielle pour guider les patients souffrant de douleur chronique vers des traitements basés sur la pleine conscience plutôt que sur les opioïdes. En analysant les données des patients grâce à l’apprentissage automatique, la recherche cherche à identifier les individus qui bénéficieraient le plus d’interventions non pharmacologiques, réduisant potentiellement la dépendance aux opioïdes et offrant des soins plus personnalisés. Cette approche innovante, axée sur les lombalgies chroniques dans diverses populations, pourrait révolutionner la gestion de la douleur et les coûts des soins de santé. Crédit : Melissa E. Arndt
Une étude soutenue par le NIH et menée par l’Institut polytechnique de Worcester vise à exploiter l’intelligence artificielle pour identifier des traitements efficaces basés sur la pleine conscience pour les douleurs chroniques au bas du dos, offrant ainsi aux patients des alternatives à la consommation d’opioïdes.
Le Worcester Polytechnic Institute (WPI) dirigera une étude de cinq ans visant à explorer la possibilité d’utiliser l’intelligence artificielle pour aider les médecins à guider les patients souffrant de douleur chronique vers des méthodes basées sur la pleine conscience et à s’éloigner des opioïdes, qui comportent un risque de dépendance.
Le nouveau Instituts nationaux de la santé (NIH) HEAL (Helping to End Addiction Long-term), financée par l’initiative, emploiera apprentissage automatiqueune forme d’intelligence artificielle, pour rechercher des indices dans les données des patients qui pourraient aider les médecins à mieux déterminer qui est susceptible de bénéficier le plus de la réduction du stress basée sur la pleine conscience, ou MBSR, dans la gestion de leur douleur.
« Pour les médecins, ce sera un nouveau jour », a déclaré Jean King, doyen des arts et des sciences de la famille Peterson au WPI. « Être capable de prédire qui répondrait bien aux interventions non pharmacologiques sauverait véritablement des vies. »
Financement et objectifs
WPI a reçu 1,6 million de dollars de financement du NIH pour commencer à concevoir l’essai ; Si les critères définis par l’équipe sont atteints, l’équipe de recherche et l’université pourraient recevoir un total de près de 9 millions de dollars en financement de recherche au cours des cinq prochaines années.
Les résultats de l’étude pourraient fournir aux prestataires de soins de santé des outils puissants pour aider les gens à éviter de prendre des opioïdes qui peuvent conduire à des luttes permanentes contre la dépendance. Une dépendance excessive aux opioïdes pour gérer la douleur peut avoir des conséquences dévastatrices ; en 2021, plus de 16 000 personnes sont décédées des suites d’une surdose liée aux opioïdes sur ordonnance, et plus de 80 000 personnes sont décédées d’une surdose globale liée aux opioïdes, soit un décès toutes les 6 minutes. Il y a eu une augmentation inquiétante des décès liés aux opioïdes dans les populations noires et amérindiennes.
Parallèlement, la douleur chronique constitue également une préoccupation majeure. Un récent rapport sur la morbidité et la mortalité des Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis estime que plus de 51 millions de personnes, soit plus de 20 % des adultes américains, souffrent de douleur chronique.
Des études antérieures ont montré que le MBSR est efficace pour aider les gens à faire face à la douleur chronique, mais l’approche basée sur la pleine conscience ne fonctionne pas pour tout le monde, et les médecins et cliniciens ne savent pas exactement pour qui cela fonctionnerait et pourquoi.
Améliorer la prise de décision des médecins grâce à l’IA
En se concentrant spécifiquement sur les douleurs chroniques au bas du dos dans diverses populations, l’étude recueillera des données physiologiques telles que les habitudes de sommeil, la fréquence cardiaque et l’activité physique générale collectées via des capteurs de condition physique portés par 350 participants au cours d’un essai de six mois. Combinées aux informations autodéclarées sur la dépression, l’anxiété, la douleur et les niveaux de soutien social, les données seront analysées par des modèles d’apprentissage automatique conçus sur mesure pour détecter des tendances qui pourraient être impossibles à remarquer pour un médecin. Ces informations permettront au modèle de prédire si un patient réagirait de manière bénéfique à la pleine conscience, aidant ainsi les médecins à mieux adapter les traitements à chaque patient.
Ce pouvoir prédictif pourrait s’avérer être un outil puissant pour les médecins qui auraient pu hésiter auparavant à prescrire une réduction du stress basée sur la pleine conscience, ont déclaré Carolina Ruiz, doyenne associée des arts et des sciences du WPI et Harold L. Jurist ’61 et Heather E. Jurist. Professeur doyen d’informatique, qui recherche et enseigne l’apprentissage automatique depuis plus de deux décennies. Elle a ajouté que les modèles d’apprentissage automatique utilisés dans l’étude seront interprétables : les médecins et les chercheurs seront en mesure d’identifier exactement pourquoi un patient peut ou non bien répondre aux méthodes de pleine conscience.
« Cela fera gagner du temps aux patients : ils n’auront pas à subir un traitement qui ne les aidera pas », a-t-elle déclaré. « Cela permettra également d’économiser beaucoup sur les coûts des soins de santé et pourrait être applicable à d’autres types de douleur et à d’autres types de traitement. »
Effort de collaboration et étude IMPACT
L’étude, baptisée Approche prédictive basée sur la pleine conscience intégrative pour le traitement des lombalgies chroniques, ou IMPACT, rassemblera un groupe diversifié de chercheurs du WPI, de l’UMass Chan Medical School et de la Boston University Chobanian & Avedisian School of Medicine. Aux côtés de King et Ruiz, les chercheurs du corps professoral du WPI comprennent Emmanuel Agu, professeur Harold L. Jurist ’61 et Heather E. Jurist Dean d’informatique et MPI, Angela Incollingo Rodriguez, professeur adjoint de sciences psychologiques et cognitives, Zheyang Wu, professeur, sciences mathématiques, et Benjamin Nephew, professeur adjoint de recherche, biologie et biotechnologie.
L’expertise d’Agu dans l’analyse des données de capteurs utilisant des smartphones et des trackers de fitness jouera un rôle essentiel dans l’étude. Les appareils suivront plusieurs points de données, mais Agu a déclaré que les rythmes circadiens des participants – cycles de sommeil et d’éveil – seraient particulièrement intéressants pour les chercheurs.
« Le sommeil a un impact immense sur notre santé globale », a déclaré Agu, co-chercheur principal de l’étude. « Une personne qui souffre est plus susceptible d’avoir un sommeil interrompu, ce qui peut entraîner de nombreux autres problèmes de santé. Les approches basées sur la pleine conscience peuvent aider les participants à mieux dormir, ce qui peut réduire certains de ces autres facteurs de risque.
L’étude inclura des populations racialement et ethniquement diverses, généralement sous-représentées dans la recherche et la pratique de la réduction du stress basée sur la pleine conscience, bien qu’elles soient exposées à un risque accru de stress, de douleur chronique et des effets indésirables associés. Les participants seront recrutés dans la région métropolitaine de Boston via Boston Medical Center et Cambridge Health Alliance, et dans la région de Worcester via UMass Chan et WPI.
Les partenaires bénéficiant de la subvention et les dirigeants communautaires sont ravis que le travail commence.
Le Dr Natalia Morone, professeure agrégée de médecine à la Chobanian et Avedisian School of Medicine de l’Université de Boston, médecin de soins primaires au Boston Medical Center et co-chercheuse principale de l’étude, a déclaré que la clé sera d’identifier des marqueurs spécifiques qui indiquent que les gens le feront. répondre au traitement de pleine conscience. « Nous le faisons de manière innovante car nous utilisons l’apprentissage automatique pour comprendre cela », a déclaré Morone. « Je suis très heureux de m’associer à mes collègues de WPI et d’UMass Chan pour réaliser cette étude. Cela a le potentiel d’aider de nombreuses personnes.
Le Dr David D. McManus, professeur de médecine Richard M. Haidack et président et professeur de médecine à l’UMass Chan, a déclaré que la faculté de médecine apporterait à l’étude une expérience inestimable acquise en supervisant les noyaux d’études de premier plan, telles que le Framingham Heart. Étude, initiative d’accélération rapide des diagnostics (RADx) des National Institutes of Health et étude longitudinale sur les risques sous-jacents aux zones rurales (RURAL).
« La richesse des connaissances accumulées grâce à l’administration et à la gestion des éléments essentiels de ces études nous place à l’avant-garde de la recherche révolutionnaire », a déclaré McManus. « Notre enthousiasme s’accroît à mesure que nous unissons nos forces avec WPI et BU sous la direction compétente de Jean King. »
Le Dr Matilde Castiel, commissaire à la santé et aux services sociaux à Worcester, a déclaré que l’IA est un outil pour aider le système de santé à fournir des soins de meilleure qualité et plus personnalisés.
« Je suis ravi que WPI utilise l’IA pour lutter contre les maux de dos chroniques et avoir un impact sur l’épidémie d’opioïdes, qui est véritablement une urgence de santé publique non seulement dans notre ville et notre État, mais à l’échelle nationale », a déclaré Castiel. « Cette intervention peut réduire la dépendance aux opioïdes pour les maux de dos chroniques et fournir une approche plus ciblée et spécifique à l’individu. »
